Paniere domande aperte Biologia

DNA

Il primo esperimento fu condotto da Griffith analizzando due ceppi di batteri pneumococchi tra cui unocapace di causare polmonite ed uno innocuo scoprì che se il ceppo di batteri veniva ucciso prima con ilcalore prima di essere iniettato non infettava nessun animale. Successivamente MacLeod e McCartyidentificarono chimicamente il fattore di Griffith rompendo le cellule del ceppo e separando il materiale indiverse frazioni di proteine, lipidi, polisaccaridi e acidi nucleici. Provando a trasformare le cellule R,capirono che il fattore trasformante era il DNA. In seguito Chargaff determinò la composizione delle basi diDNA estratti dai tessuti e capì che i rapporti tra le purine adenina A e guanina G e le pirimidinerispettivamente timina T e citosina C erano sempre circa 1. La struttura tridimensionale dei cristalli di DNAinfine fu scoperta da Franklin. Chi formulò nel 1953 il primo modello che descriveva in modo completo la struttura del DNA? La strutturatridimensionale dei cristalli di DNA fu scoperta dalla ricercatrice Rosalind Franklin attraverso la tecnica di diffrazione a raggi x. Lo studio del funzionamento dei telomeri è utile alla medicina? Perché? I telomeri sono una specie di cappucci terminali presenti sui cromosomi che contengono delle sequenze dinucleotidi ripetute molte volte e che non codificano nessuna proteina. Alcune cellule adulte che devono continuamente replicarsi, possiedono un enzima, la telomerasi, che allunga i telomeri. Lo studio del funzionamento dei telomeri è importante per la medicina perché può essere un punto chiave per lo sviluppo di nuovi farmaci e il suo potenziamento può contribuire a rallentare l'invecchiamento ringiovanendo le cellule degli anziani. Perché ad ogni ciclo cellulare si "perdono" delle piccole porzioni di DNA? Cosa sono i telomeri? Perché quando la replicazione di un intero cromosoma arriva alla fine, il filamento di DNA non può essere completamente copiato fino all'estremità. I telomeri sono sequenze ripetute di DNA che proteggono l'estremità dei cromosomi e prevengono la perdita di informazione genetica durante la replicazione.sintetizzato in frammenti non riesce a replicarlo completamente fino all'ultimo nucleotide e per questo si perdono delle piccole porzioni di DNA. I telomeri sono una specie di cappucci terminali presenti sui cromosomi che contengono delle sequenze di nucleotidi ripetute molte volte e che non codificano nessuna proteina. In che modo durante la replicazione del DNA possono insorgere mutazioni? Queste mutazioni sono sempre dannose? Nella cellula sono presenti molti meccanismi enzimatici per la correzione degli errori di replicazione, ma non tutti vengono corretti. Gli errori di replica, le mutazioni possono causare dei danni alle cellule ed essere causa di malattie, in altri casi invece possono dimostrarsi utili dal punto di vista evolutivo. Un esempio di mutazione favorevole è la tolleranza al lattosio, che permette la digeribilità del latte e degli alimenti che lo contengono. Descrivi il meccanismo di replicazione del DNA La replicazione del DNA è un processo molto complesso che avviene durante la divisione cellulare. Il DNA si apre a livello dei telomeri e si separa in due filamenti complementari. Successivamente, l'enzima DNA polimerasi sintetizza nuovi filamenti di DNA utilizzando i filamenti esistenti come stampo. Questo processo avviene in modo semiconservativo, ovvero ogni filamento di DNA originale serve da modello per la sintesi di un nuovo filamento complementare. Alla fine della replicazione, si ottengono due molecole di DNA identiche a quella originale.

Il DNA è costituito da due filamenti che formano una struttura definita "a doppia elica".

La duplicazione del DNA è un processo complesso che richiede l'azione di molti enzimi e proteine. La duplicazione inizia con le proteine che si attaccano al DNA e ne separano i filamenti, i quali si dividono man mano che i nuovi filamenti si allungano sui lati di ciascuna bolla. La duplicazione del DNA è semiconservativa: la doppia elica si svolge e si apre, i due filamenti separati vengono usati dagli enzimi di DNA-polimerasi come stampo per formare due nuove catene di polinucleotidi. Una delle nuove catene è sintetizzata in modo continuo, mentre l'altra è sintetizzata in brevi segmenti consecutivi; un altro enzima, chiamato DNA-ligasi, unisce questi segmenti. Dopo di ciò, le proteine avvolgono lo stampo e i filamenti di nuova sintesi per formare la doppia elica di DNA.

Descrivi le molecole che compongono la doppia elica di DNA (se ti è utile puoi disegnarla in maniera stilizzata)

Una molecola di DNA ha la forma di una scala a pioli elicoidale, in cui i montanti sono costituiti da zuccheri e fosfati, e i pioli da coppie di quattro diverse basi azotate: adenina, timina, citosina e guanina. Le coppie di basi sono planari e al centro della molecola sono stabilizzate da interazioni idrofobiche, che contribuiscono alla stabilità complessiva della doppia elica.

Descrivi il processo di traduzione

La traduzione è il processo mediante il quale l'RNA, ottenuto dal DNA nella fase di trascrizione insieme agli rRNA e ai tRNA, viene espresso in proteine, ossia l'informazione genetica dal DNA viene codificata su specifici apparati proteici, i ribosomi, per ottenere la sintesi di proteine. Nel processo di traduzione sono coinvolti tre tipi di RNA, ciascuno con una funzione specifica ma complementare all'altro; solo insieme, infatti, essi possono portare a compimento il processo. I tre tipi di RNA sono: l'RNA ribosomiale, unaparte essenziale

delle due subunità che formano i ribosomi; l'RNA messaggero è incaricato di trasferire le informazioni genetiche dal nucleo ai ribosomi, in modo che possano essere espresse come proteine e l'RNA transfer svolge un ruolo fondamentale nel trasporto degli amminoacidi ai ribosomi, nell'ordine corretto. Com'è strutturato e a che cosa serve il codice genetico? Il codice genetico è il codice di lettura che permette di trasformare le informazioni contenute nell'RNA messaggero in sequenza di amminoacidi per operare la sintesi di tutte le proteine necessarie alla vita degli organismi. Il codice genetico viene letto sull'RNA messaggero ed è composto da basi AUCG e da 64 triplette o codoni che codificano i 20 amminoacidi. Il codice genetico è ridondante dal momento che quasi tutti gli amminoacidi sono codificati da più di un codone. I codoni che codificano per lo stesso amminoacido sono detti sinonimi. Il codice genetico

è universale. Nella riproduzione sessuata il codice genetico è uguale aquello dei genitori, in quella asessuata invece no.

Quali sono i principali "attori" della traduzione?

I principali attori della sintesi proteica sono gli RNA transfer e i ribosomi. Il tRNA è una piccola catena diRNA che trasferisce un amminoacido specifico di una catena polipeptidica in crescita al sito ribosomialedella sintesi proteica durante la traduzione. I ribosomi sono complessi macromolecolari, immersi nelcitoplasma e la loro funzione è quella di leggere le informazioni contenute nella catena di RNA messaggero.

Descrivi le diverse tipologie di RNA e le funzioni che svolgono

Vi sono tre tipi di RNA comuni a tutti gli organismi cellulari: mRNA che porta informazioni durante latrascrizione dal DNA ai siti della sintesi proteica, per essere sottoposto alla traduzione; rRNA che noncodifica direttamente le proteine, ma è il componente essenziale dei ribosomi, macchine

catalizzare l'assemblaggio delle proteine. Sono presenti in tutte le cellule viventi. I ribosomi sono composti da due subunità, una grande e una piccola, che si uniscono durante la sintesi proteica. La subunità grande contiene tre siti di legame: il sito A (aminoacil), il sito P (peptidil) e il sito E (di uscita). Il sito A è dove il tRNA carico di un amminoacido si lega all'mRNA. Il sito P è dove si forma il legame peptidico tra gli amminoacidi. Il sito E è dove il tRNA scarico viene rilasciato. La subunità piccola contiene l'RNA ribosomiale e diverse proteine che aiutano nella sintesi proteica. I ribosomi sono fondamentali per la traduzione dell'mRNA in una sequenza di amminoacidi per formare una proteina.proteica sono: 1. Trascrizione: durante questo processo, l'informazione genetica contenuta nel DNA viene trascritta in una molecola di RNA messaggero (mRNA). L'mRNA è complementare al filamento di DNA e contiene le istruzioni per la sintesi di una proteina specifica. 2. Processamento dell'mRNA: l'mRNA viene modificato prima di essere pronto per la traduzione. Questi processi includono l'aggiunta di una coda di poli-A all'estremità 3' dell'mRNA e la rimozione degli introni, che sono sequenze non codificanti. 3. Traduzione: durante la traduzione, l'mRNA viene tradotto in una sequenza di amminoacidi per formare una catena polipeptidica. Questo processo avviene nei ribosomi, che sono composti da due subunità, una piccola e una grande. 4. Iniziazione: il complesso di iniziazione si forma quando l'mRNA si lega alla subunità piccola del ribosoma e al tRNA di inizio, che porta l'amminoacido metionina. Questo complesso si posiziona sull'mRNA all'inizio del codone di inizio. 5. Elongazione: durante l'elongazione, il ribosoma si sposta lungo l'mRNA, leggendo i codoni e aggiungendo gli amminoacidi corrispondenti. Il tRNA con l'anticodone complementare al codone dell'mRNA si lega al ribosoma e trasferisce l'amminoacido alla catena polipeptidica in crescita. 6. Terminazione: la sintesi della proteina termina quando il ribosoma raggiunge un codone di stop sull'mRNA. A questo punto, la catena polipeptidica viene rilasciata dal ribosoma e la traduzione si conclude. Questi sono i principali passaggi della sintesi proteica, che avviene all'interno delle cellule per produrre le proteine necessarie per il corretto funzionamento dell'organismo.dei mRNA è un processo fondamentale per garantire la corretta sintesi proteica. Durante la maturazione, l'mRNA subisce diverse modifiche che ne permettono la stabilità e la corretta traduzione. Il primo passo della maturazione dell'mRNA è la capping, che consiste nell'aggiunta di un cappuccio di guanina (G) modificata all'estremità 5' dell'mRNA. Questo cappuccio protegge l'mRNA dalla degradazione enzimatica e facilita il riconoscimento da parte del ribosoma durante la traduzione. Successivamente, l'mRNA subisce lo splicing, un processo in cui gli introni (regioni non codificanti) vengono rimossi e gli esoni (regioni codificanti) vengono uniti. Questo permette di eliminare le sequenze non necessarie per la sintesi proteica e di ottenere un mRNA maturo pronto per la traduzione. Infine, l'mRNA subisce la poliadenilazione, che consiste nell'aggiunta di una coda di poli-A all'estremità 3' dell'mRNA. Questa coda è costituita da una serie di adenine e contribuisce alla stabilità dell'mRNA e alla sua esportazione dal nucleo verso il citoplasma. In conclusione, i processi di maturazione dell'mRNA, come il capping, lo splicing e la poliadenilazione, sono fondamentali per garantire la stabilità e la corretta traduzione dell'mRNA durante la sintesi proteica.dell'mRNA è una serie di processi chimici che trasformano una molecola di pre-mRNA in mRNA. Il pre-RNA eucariotico invece richiede diversi passaggi: il capping, la poliadenilazione e lo splicing. Il capping è una delle tappe di maturazione del pre-mRNA a mRNA che consiste nell'aggiunta di un "cappuccio" di 7-metil guanosina al residuo 5-terminale della catena con un insolito legame 5,5' trifosfato. Questo "cappuccio" viene aggiunto poco dopo l'inizio della sintesi del trascritto primario che diventerà poi mRNA. La poliadenilazione è un processo che contribuisce alla maturazione del pre-mRNA e consiste nell'aggiunta di un numero elevato di A all'estremità 3' della catena di pre-mRNA nascente. Lo splicing è il processo mediante il quale il pre-mRNA viene modificato per la rimozione di alcuni tratti di sequenze non codificanti chiamate introni; i tratti restanti che includono le sequenze per laminazione. Durante la fase di inizio, l'enzima RNA polimerasi si lega al promotore del gene, che è una regione specifica del DNA che indica all'enzima dove iniziare la trascrizione. Una volta legato al promotore, l'RNA polimerasi inizia a separare i due filamenti del DNA, creando una regione chiamata bolla di trascrizione. Nella fase di allungamento del filamento, l'RNA polimerasi legge il DNA a singolo filamento e sintetizza una molecola di RNA complementare. L'RNA polimerasi aggiunge nucleotidi al filamento di RNA in modo sequenziale, seguendo le basi complementari presenti nel DNA. Questo processo continua fino a quando l'RNA polimerasi raggiunge una sequenza di terminazione, che indica la fine della trascrizione. Durante la fase di terminazione, l'RNA polimerasi riconosce una specifica sequenza di nucleotidi nel DNA chiamata segnale di terminazione. Quando l'RNA polimerasi raggiunge questa sequenza, si stacca dal DNA e rilascia il filamento di RNA appena sintetizzato. L'RNA polimerasi può quindi iniziare la trascrizione di un nuovo gene. Una volta completata la trascrizione, il filamento di RNA appena sintetizzato viene modificato e processato per diventare un mRNA maturo. Questo mRNA maturo può quindi essere tradotto in una proteina durante il processo di traduzione.